Otomatik kontrol sisteminin insan-makine arayüzü TP dersleri. ICS arayüzlerinin kısa açıklaması. Endüstriyel ağlar hakkında genel bilgi

Modern otomasyon sistemlerinde, üretimin sürekli modernizasyonunun bir sonucu olarak, esnek veri aktarım protokollerini kullanarak dağıtılmış endüstriyel ağlar kurma göreviyle giderek daha fazla karşılaşılmaktadır.

Kontrol odasında bir yere, sensörlere ve aktüatörlere giden kilometrelerce kalın kablo demetlerinin bulunduğu devasa bir ekipman kabininin yerleştirildiği günler geride kaldı. Bugün, çoğu durumda, birkaç yerel kontrolörün tek bir ağda birleştirilmesi, böylece merkezi bir sisteme kıyasla kurulum, test, devreye alma ve bakım masraflarından tasarruf etmek çok daha kârlıdır.

Endüstriyel ağları düzenlemek için birçok arayüz ve veri aktarım protokolü kullanılır, örneğin Modbus, Ethernet, CAN, HART, PROFIBUS vb. Sensörler, kontrolörler ve aktüatörler (AM) arasında veri aktarımı için gereklidirler; sensör kalibrasyonu; sensörler ve MI için güç kaynağı; otomatik proses kontrol sisteminin alt ve üst seviyeleri arasındaki bağlantılar. Protokoller, üretim ve teknik sistemlerin özellikleri dikkate alınarak geliştirilir ve çeşitli cihazlar arasında güvenilir bir bağlantı ve yüksek veri aktarımı doğruluğu sağlanır. Zorlu koşullarda güvenilir çalışmanın yanı sıra işlevsellik, tasarımda esneklik, entegrasyon ve bakım kolaylığı ve endüstriyel standartlara uygunluk, otomatik proses kontrol sistemlerinde giderek daha önemli gereksinimler haline geliyor.

Ağ protokolleri için en yaygın sınıflandırma sistemi OSI teorik modelidir ( Açık sistem etkileşimi için temel referans modeli, İngilizce. Açık Sistemler Ara Bağlantı Temel Referans Modeli). Bu modelin spesifikasyonu nihayet 1984 yılında Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) tarafından kabul edildi. OSI modeline göre protokoller, amaçlarına göre - fizikselden (elektrik veya diğer sinyallerin üretilmesi ve tanınması) uygulamaya (uygulamalar tarafından bilgi aktarımı için API) kadar üst üste yerleştirilmiş 7 katmana bölünmüştür. Seviyeler arasındaki etkileşim hem dikey hem de yatay olarak gerçekleştirilebilir (Şekil 1). Yatay iletişimde programlar veri alışverişi için ortak bir protokol gerektirir. Dikey geçişli arayüzlerde.

Pirinç. 1. Teorik OSI modeli.

Uygulama katmanı

Uygulama katmanı - uygulama katmanı ( İngilizce Uygulama katmanı). OSI modelinin ötesine geçen ağ ve kullanıcı uygulamaları arasındaki etkileşimi sağlar. Bu seviyede aşağıdaki protokoller kullanılır: HTTP, gopher, Telnet, DNS, SMTP, SNMP, CMIP, FTP, TFTP, SSH, IRC, AIM, NFS, NNTP, NTP, SNTP, XMPP, FTAM, APPC, X.400 , X .500, AFP, LDAP, SIP, ITMS, Modbus TCP, BACnet IP, IMAP, POP3, SMB, MFTP, BitTorrent, eD2k, PROFIBUS.

Yönetici seviyesi

Yönetici seviyesi ( İngilizce Sunum katmanı) - veri sunum düzeyi. Bu katman, protokol dönüştürme ve verilerin sıkıştırılması/açılması veya kodlanması/kod çözülmesinin yanı sıra, yerel olarak işlenemiyorsa istekleri başka bir ağ kaynağına yönlendirebilir. Uygulama katmanından alınan uygulama isteklerini ağ üzerinden iletilecek formata, ağdan alınan verileri ise uygulamaların anlayabileceği formata dönüştürür. Aşağıdaki protokoller geleneksel olarak bu seviyeye aittir: HTTP, ASN.1, XML-RPC, TDI, XDR, SNMP, FTP, Telnet, SMTP, NCP, AFP.

Oturum katmanı

Oturum düzeyi ( İngilizce Oturum katmanı) iletişim oturumunun oluşturulmasını/sonlandırılmasını, bilgi alışverişini, görev senkronizasyonunu, veri aktarma hakkının belirlenmesini ve uygulamaların kullanılmadığı dönemlerde oturumun sürdürülmesini yönetir. İletim senkronizasyonu, veri akışına, etkileşimin kesintiye uğraması durumunda sürecin devam ettirildiği kontrol noktaları yerleştirilerek sağlanır. Kullanılan protokoller: ASP, ADSP, DLC, Adlandırılmış Kanallar, NBT, NetBIOS, NWLink, Yazıcı Erişim Protokolü, Bölge Bilgi Protokolü, SSL, TLS, SOCKS.

Taşıma katmanı

Taşıma katmanı ( İngilizce Taşıma katmanı) verilerin iletildikleri sıraya göre hatasız, kayıpsız ve kopyalanmadan teslimini düzenler. Verileri eşit boyuttaki parçalara böler, kısa olanları birleştirir ve uzun olanları böler (parça boyutu kullanılan protokole bağlıdır). Kullanılan protokoller: TCP, UDP, NetBEUI, AEP, ATP, IL, NBP, RTMP, SMB, SPX, SCTP, DCCP, RTP, TFTP.

Ağ katmanı

Ağ katmanı ( İngilizce Ağ katmanı) veri aktarım yollarını tanımlar. Mantıksal adreslerin ve adların fiziksel adreslere çevrilmesinden, en kısa rotaların belirlenmesinden, anahtarlama ve yönlendirmeden, ağdaki sorunların ve tıkanıklıkların izlenmesinden sorumludur. Kullanılan protokoller: IP, IPv6, ICMP, IGMP, IPX, NWLink, NetBEUI, DDP, IPSec, ARP, RARP, DHCP, BootP, SKIP, RIP.

Veri Bağlantı Katmanı

Bağlantı katmanı ( İngilizce Veri bağlantısı katmanı) ağların fiziksel düzeyde etkileşimini sağlamak için tasarlanmıştır. Fiziksel katmandan alınan veriler hata açısından kontrol edilir, gerekiyorsa düzeltilir, çerçevelere paketlenir, bütünlük açısından kontrol edilir ve ağ katmanına gönderilir. Veri bağlantı katmanı bir veya daha fazla fiziksel katmanla iletişim kurabilir. IEEE 802 spesifikasyonu bu katmanı 2 alt katmana ayırır - MAC (Medya Erişim Kontrolü) paylaşılan fiziksel ortama erişimi düzenler, LLC (Mantıksal Bağlantı Kontrolü) ağ katmanı hizmeti sağlar. Kullanılan protokoller: STP, ARCnet, ATM, DTM, SLIP, SMDS, Ethernet, FDDI, Frame Relay, LocalTalk, Token ring, StarLan, L2F, L2TP, PPTP, PPP, PPPoE, PROFIBUS.

Fiziksel katman

Fiziksel katman ( İngilizce Fiziksel katman) doğrudan bir veri akışını iletmek için tasarlanmıştır. Elektrik veya optik sinyalleri bir kablo veya radyo yayınına iletir ve buna göre bunları alır ve dijital sinyal kodlama yöntemlerine uygun olarak veri bitlerine dönüştürür. Kullanılan protokoller: RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485, ITU-T, xDSL, ISDN, T1, E1, 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-T, 1000BASE-T , 1000BASE-TX, 1000BASE-SX.

Fark etmiş olabileceğiniz gibi, birçok protokolden aynı anda birkaç düzeyde bahsediliyor. Bu, teorik modelin eksik olduğunu ve gerçek ağ protokollerinden uzak olduğunu, dolayısıyla bazılarının OSI seviyelerine bağlanmasının şartlı olduğunu gösterir.

Dünya pratiğinde genel kullanım ağları arasında en yaygın kullanılan protokol HTTP (İngilizce Köprü Metni Aktarım Protokolü - “köprü metni aktarım protokolü”). Teorik OSI modelinin uygulama ve sunum katmanlarını ifade eder. HTTP, istemci-sunucu teknolojisine dayanmaktadır, yani bağlantıyı başlatan ve istek gönderen bir tüketici (istemci) ve bağlantının isteği almasını bekleyen, gerekli eylemleri gerçekleştirip geri dönen bir sağlayıcı (sunucu) vardır. sonucu içeren bir mesaj. Ana HTTP istemcisi türü Mozilla Firefox, Opera veya Microsoft Internet Explorer gibi bir tarayıcıdır. HTTP artık web sitelerinden bilgi almak için World Wide Web'de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Pirinç. 2. İstemci sunucu teknolojisi.

Genişletilmiş protokoller HTTP'ye dayalı olarak geliştirilmiştir: HTTPS ( İngilizce Köprü Metni Aktarım Protokolü Güvenli), şifrelemeyi destekleyen ve HTTP-NG ( İngilizce HTTP Yeni Nesil), Web'in performansını arttırmak ve endüstriyel uygulamaların olanaklarını genişletmek.

Olumlu yönleri: istemci uygulamaları geliştirme kolaylığı, kendi başlıklarınızı ekleyerek protokolü genişletme yeteneği, protokolün yaygın kullanımı.

Olumsuz taraflar:İkili verilere kıyasla büyük mesaj boyutu, sunucu kaynaklarında gezinme eksikliği, dağıtılmış bilgi işlemin kullanılamaması.

uzaktan kontrol merkezlerinin oluşturulması, SCADA sistemleri için web uygulamaları, endüstriyel kontrolörler için yazılımlar, video gözetim organizasyonu.

Günümüzde HTTP protokolü ve değişiklikleri çoğu üreticinin donanım ve yazılımı tarafından desteklenmektedir. Bunlardan bazılarına bakalım.

JetNet'in Korenix ekipmanlarında, JetRock, JetPort, JetI/O, JetBox (endüstriyel Ethernet tabanlı ağ), JetWave (kablosuz çözümler) serisi HTTP ailesinin protokolleri, erişimi düzenlemek, cihazları yapılandırmak ve yönetmek için kullanılır.

ICPDAS, HTTP protokolüyle çalışmak için aşağıdaki ekipman ve yazılımı sunar. HRAK, WinPAC, WinCon, LinPAC, ViewPAC serisi kontrolörler, yerleşik bir HTTP sunucusuyla Windows ve Linux işletim sistemleri altında çalışır. InduSoft (SCADA), ISaGRAF, Web HMI, VXCOMM, MiniOS7 Studio yazılım paketleri de cihazlarla iletişim kurmak ve etkileşimde bulunmak için bir HTTP sunucusu kullanır.

Moha tarafından üretilen yönetilen anahtarlar, gömülü bilgisayarlar ve endüstriyel kablosuz ağ ekipmanı, HTTP ailesi protokollerinin kullanımı olmadan yapamaz.

Pirinç. 3. Modbus ailesi protokollerinin uyumluluğu.

Endüstriyel veri ağlarındaki otomasyon elemanları arasındaki etkileşimi düzenlemek için Modbus iletişim protokolü yaygın olarak kullanılmaktadır. Modbus protokolünün üç ana uygulaması vardır; ikisi seri iletişim hatları üzerinden veri aktarımı için; her ikisi de bakır EIA/TIA-232-E (RS-232), EIA-422, EIA/TIA-485-A (RS-485) ve optik ve radyo: Modbus RTU ve Modbus ASCII ve TCP/IP üzerinden Ethernet ağları üzerinden veri iletimi için: Modbus TCP.

Modbus ASCII ve Modbus RTU protokolleri arasındaki fark, karakterlerin kodlanma şeklidir. ASCII modunda veriler, her karakterin iki baytlık veriye karşılık geldiği bir ASCII tablosu kullanılarak kodlanır. RTU modunda veriler, daha yüksek veri aktarım hızları sağlayan 8 bitlik ikili karakterler biçiminde iletilir. ASCII, mesajların sürekli olması gereken RTU'dan farklı olarak 1 saniyeye kadar gecikmelere izin verir. Ayrıca ASCII modu basitleştirilmiş bir kod çözme ve veri yönetimi sistemine sahiptir.

Modbus protokol ailesi (Modbus ASCII, Modbus RTU ve Modbus TCP/IP), uyumluluklarını sağlayan aynı uygulama protokolünü kullanır. Modbus ağındaki maksimum ağ düğümü sayısı 31'dir. İletişim hatlarının uzunluğu ve veri aktarım hızı, arayüzün fiziksel uygulamasına bağlıdır. Modbus ağ elemanları, istek ve yanıt işlemlerine dayalı bir istemci-sunucu modelini kullanarak iletişim kurar.

Tipik olarak, ağda "ana" cihaz adı verilen tek bir istemci ve birkaç sunucu - "bağımlı" cihazlar bulunur. Ana cihaz işlemleri başlatır (istekleri iletir). Slave cihazlar, ana cihaz tarafından talep edilen verileri iletir veya talep edilen eylemleri gerçekleştirir. Master, Slave'e ayrı ayrı adres verebilir veya tüm Slave'lere bir yayın mesajı başlatabilir. Yardımcı cihaz bir mesaj üretir ve kendisine özel olarak gönderilen bir talebe yanıt olarak bu mesajı geri gönderir.

Endüstriyel uygulamalar:

Modbus ailesi protokollerinin endüstride kullanım kolaylığı yaygınlaşmasına neden olmuştur. Bugün neredeyse tüm üreticilerin ekipmanları Modbus protokollerini desteklemektedir.

ICPDAS şirketi, Modbus ailesi protokollerine dayalı ağları düzenlemek için geniş bir iletişim ekipmanı yelpazesi sunmaktadır: I-7000 serisi (DeviceNet ağ geçitleri, Modbus sunucuları, adreslenebilir iletişim kontrolörleri); HRAK, WinPAC, WinCon, LinPAC, ViewPAC serisinin programlanabilir kontrolörleri.

Weintek ve Control Techniques frekans dönüştürücüleri tarafından üretilen operatör panelleri de kontrolörlerle iletişim kurmak için Modbus protokolünü kullanır.

Geleneksel olarak Modbus ailesi protokolleri, kontrol elemanları (kontrolörler, VFD'ler, regülatörler vb.) ile iletişim için SCADA sistemlerinin OPC sunucuları (Clear SCADA, Control Microsystems, InTouch Wonderware, TRACE MODE) tarafından desteklenir.

Pirinç. 4. Profibus ağı.

Avrupa'da açık endüstriyel ağ PROFIBUS (PROcess Field BUS) yaygınlaştı. Başlangıçta bu ağın bir prototipi Siemens tarafından endüstriyel kontrolörleri için geliştirildi.

PROFIBUS, saha düzeyinde seri iletişimin teknolojik ve işlevsel özelliklerini birleştirir. Farklı otomasyon cihazlarını sensörler ve sürücüler düzeyinde tek bir sistemde birleştirmenize olanak tanır. PROFIBUS ağı, ana ve yardımcılar (DP ve PA protokolleri) veya birkaç ana makine (FDL ve FMS protokolleri) arasındaki veri alışverişini kullanan çeşitli standartlara ve protokollere dayanmaktadır.

PROFIBUS ağı, OSI modelinin üç katmanıyla ilişkilendirilebilir: fiziksel, veri bağlantısı ve uygulama katmanı.

PROFIBUS'un tüm versiyonları için veri yolu erişimine yönelik tek protokol, OSI modelinin ikinci seviyesinde uygulanan PROFIBUS-FDL protokolüdür. Bu protokol bir belirteç erişim prosedürünü kullanır. Tıpkı Modbus protokollerini temel alan ağlar gibi, PROFIBUS ağı da ana ve bağımlı cihazlardan oluşur. Ana cihaz veri yolunu kontrol edebilir. Bir ana cihazın veri yolu erişim hakları varsa, uzaktan istek olmadan mesaj iletebilir. Slave'ler sıradan çevresel cihazlardır ve veri yolu erişim haklarına sahip değildirler, yani yalnızca alınan mesajları kabul edebilir veya talep üzerine mesajları master'a iletebilirler. Minimal bir konfigürasyonda ağ, iki ana cihazdan veya bir ana ve bir yardımcı cihazdan oluşabilir.

PROFIBUS ağının aynı iletişim kanalları, birden fazla veri aktarım protokolünün aynı anda kullanılmasına olanak tanır. Her birine bakalım.

PROFIBUS DP (Merkezi Olmayan Çevre Birimi), DP ana cihazları ile dağıtılmış I/O cihazları arasında yüksek hızlı veri alışverişini sağlamayı amaçlayan bir protokoldür. Protokol, minimum yanıt süresi ve harici elektromanyetik alanlara karşı yüksek direnç ile karakterize edilir. Yüksek hızlı ve düşük maliyetli sistemler için optimize edilmiştir.

PROFIBUS PA (Proses Otomasyonu), normal veya tehlikeli alanlarda bulunan saha seviyesindeki ekipmanlarla veri alışverişine yönelik bir protokoldür. Protokol, sensörlerin ve aktüatörlerin bir doğrusal veri yoluna veya halka veri yoluna bağlanmasına olanak tanır.

PROFIBUS FMS (Fieldbus Mesaj Belirtimi - Saha düzeyinde mesaj belirtimi), akıllı ağ cihazları (kontrolörler, bilgisayarlar/programcılar, insan-makine arayüz sistemleri) arasındaki veri alışverişi sorunlarını saha düzeyinde çözmeye yönelik evrensel bir protokoldür. Genellikle denetleyiciler ve üst düzey bilgisayarlar arasında yüksek hızlı iletişim için kullanılan bazı endüstriyel Ethernet analogları.

Tüm protokoller aynı veri aktarım teknolojilerini ve ortak bir veri yolu erişim yöntemini kullanır, böylece aynı veri yolu üzerinde çalışabilirler.

Olumlu yönleri: açıklık, tedarikçiden bağımsızlık, yaygınlık.

Endüstriyel uygulamalar: SCADA sistemlerinde sensör ve aktüatörlerin kontrolör ile iletişiminin organizasyonu, kontrolörler ve kontrol bilgisayarlarının iletişimi, sensörler, kontrolörler ve kurumsal ağlar ile iletişim.

PROFIBUS protokolünü kullanan ekipmanların büyük bir kısmı SIEMENS ekipmanlarıdır. Ancak son zamanlarda bu protokol çoğu üretici tarafından kullanılıyor. Bu büyük ölçüde Siemens kontrolörlerine dayanan kontrol sistemlerinin yaygınlığından kaynaklanmaktadır.

Pirinç. 5. ICP DAS ekipmanına dayalı Profibus ağı.

PROFIBUS tabanlı projelerin uygulanması için ICPDAS bir dizi bağımlı cihaz sunar: GW serisi PROFIBUS/Modbus ağ geçitleri, I-7000 serisi PROFIBUS'tan RS-232/485/422'ye dönüştürücüler, modüller ve uzak I/O çerçeveleri PROFI-8000 serisinin PROFIBUS'u. Şu anda ICPDAS mühendisleri PROFIBUS ana cihazı oluşturma alanında yoğun geliştirmeler yürütüyorlar.

Endüstriyel veri ağları, modern otomatik proses kontrol sistemlerinin ana unsurlarından biridir. Endüstriyel iletişim protokollerinin ortaya çıkışı, birçok teknolojik kurulumu kapsayabilen, tüm atölyeleri ve bazen fabrikaları birleştirebilen coğrafi olarak dağıtılmış kontrol sistemlerinin tanıtımının başlangıcını işaret ediyordu. Günümüzde endüstriyel iletişim alanı büyük bir hızla gelişiyor: endüstriyel uygulamalar için özel olarak uyarlanmış 50'den fazla iletişim ağı standardı biliniyor ve her yıl yeni gelişmiş veri aktarım teknolojileri ortaya çıkıyor. Otomatik proses kontrol sistemlerinin bir bütün olarak kalitesini, güvenilirliğini ve işlevselliğini büyük ölçüde belirleyen iletişim ağları olduğundan bu şaşırtıcı değildir.

Otomatik proses kontrol sistemlerinde kullanılan veri iletim ağları iki sınıfa ayrılabilir:

1. Saha Otobüsleri;
2. Üst seviye ağlar (operatör seviyesi, Terminal Otobüsleri).

1. Saha otobüsleri

Fieldbus'ın ana işlevi, kontrolörler ve uzak çevre birimleri (örneğin, G/Ç düğümleri) arasında ağ etkileşimi sağlamaktır. Ayrıca, uygun ağ arayüzleri ile donatılmış çeşitli enstrümantasyon ve aktüatörler (Saha Cihazları) field bus'a bağlanabilir. Bu tür cihazlara genellikle akıllı saha cihazları denir çünkü bunlar üst düzey ağ iletişim protokollerini destekler.

Belirtildiği gibi birçok fieldbus standardı vardır ve bunların en yaygın olanları şunlardır:

1. Profibus DP;
2. Profibus PA;
3. Temel Fieldbus;
4. ModbusRTU;
5. HART;
6. Cihaz ağı.

Standartların her birinin (veri aktarım hızı, çerçeve formatı, fiziksel ortam) uygulanmasındaki nüanslara rağmen, ortak bir özellikleri vardır - klasik Master-Slave ilkesine veya onun küçük değişikliklerine dayanan ağ veri alışverişi algoritması. Modern fieldbus'lar sıkı teknik gereksinimleri karşılayarak zorlu endüstriyel ortamlarda kullanıma uygun hale gelir. Bu gereksinimler şunları içerir:

1. Determinizm. Bu, bir mesajın bir ağ düğümünden diğerine iletilmesinin kesin olarak sabit bir süre aldığı anlamına gelir. Ethernet teknolojisi kullanılarak oluşturulan ofis ağları, deterministik olmayan bir ağın mükemmel bir örneğidir. CSMA/CD yöntemini kullanarak paylaşılan bir ortama erişim algoritması, bir ağ düğümünden bir çerçevenin diğerine iletileceği süreyi belirlemez ve daha doğrusu, çerçevenin hedefe ulaşacağının garantisi bile yoktur. Endüstriyel ağlar için bu kabul edilemez. Mesaj iletim süresi sınırlı olmalıdır ve genel olarak düğüm sayısı, veri iletim hızı ve mesaj uzunluğu dikkate alınarak önceden hesaplanabilir.

2. Uzun mesafe desteği. Bu önemli bir gerekliliktir çünkü kontrol nesneleri arasındaki mesafe bazen birkaç kilometreye ulaşabilir. Kullanılan protokolün uzun mesafeli ağlarda kullanıma yönelik olması gerekir.

3. Elektromanyetik girişime karşı koruma. Uzun hatlar, çeşitli elektrikli ekipmanların yaydığı elektromanyetik parazitlerin zararlı etkilerine karşı özellikle hassastır. Hattaki güçlü müdahale, iletilen verileri tanınmayacak şekilde bozabilir. Bu tür girişimlere karşı koruma sağlamak için, bilgi sinyalinin hafif doğası nedeniyle genellikle elektromanyetik girişime karşı duyarsız olan optik fiberin yanı sıra özel ekranlı kablolar da kullanılır. Ek olarak, endüstriyel ağların, iletim sırasında verilerin bozulmasını önleyen veya en azından bozuk verilerin alıcı düğüm tarafından etkili bir şekilde tespit edilmesine olanak tanıyan özel dijital veri kodlama yöntemleri kullanması gerekir.

4. Kabloların ve konektörlerin güçlendirilmiş mekanik tasarımı.İletişim hatlarının sıklıkla döşenmesi gereken koşulları hayal ederseniz, burada da şaşırtıcı bir şey yok. Kablolar ve konektörler güçlü, dayanıklı ve en zorlu koşullarda (agresif atmosferler, yüksek düzeyde titreşim koşulları, nem dahil) kullanıma uygun olmalıdır.

Fiziksel veri aktarım ortamının türüne bağlı olarak saha veri yolları iki türe ayrılır:

1. Fiber optik kablo temelinde inşa edilen Fieldbus'lar. Optik fiber kullanmanın avantajları açıktır: uzun iletişim hatları (uzunluğu 10 km'ye kadar veya daha fazla) inşa etme yeteneği; geniş bant genişliği; elektromanyetik girişime karşı duyarsızlık; Tehlikeli alanlara kurulum imkanı. Dezavantajları: kablonun nispeten yüksek maliyeti; fiziksel bağlantı ve kablo bağlantısının karmaşıklığı. Bu çalışmalar kalifiye uzmanlar tarafından yapılmalıdır.
2. Bakır kablo temelinde inşa edilmiş saha otobüsleri. Kural olarak, bu, özel izolasyon ve ekranlamaya sahip iki telli bükümlü çift kablodur. Avantajları: uygun fiyat; döşeme ve fiziksel bağlantı kurma kolaylığı. Dezavantajları: elektromanyetik girişime duyarlı; sınırlı uzunlukta kablo hatları; Fiber optiğe kıyasla daha düşük bant genişliği.

Simatic S7-300 kontrol cihazını Profibus DP ağına fiber optik kabloyla bağlayan modüle örnek olarak CP 342-5 FO iletişim işlemcisi verilebilir. S7-300'ü bakır kabloyla Profibus DP ağına bağlamak için CP 342-5 modülünü kullanabilirsiniz.

2. Üst düzey ağlar

Otomatik proses kontrol sistemlerinin üst düzey ağları, kontrolörler, sunucular ve operatör iş istasyonları arasında veri aktarımı için kullanılır. Bazen bu tür ağlar ek düğümler içerir: merkezi bir arşiv sunucusu, endüstriyel uygulama sunucusu, mühendislik istasyonu vb. Ancak bunlar zaten seçeneklerdir.

Proses kontrol sisteminin en üst seviyesinde hangi ağlar kullanılıyor? Fieldbus standartlarının aksine burada çok fazla çeşitlilik yoktur. Aslında, modern süreç kontrol sistemlerinde kullanılan üst düzey ağların çoğu, Ethernet standardını (IEEE 802.3) veya onun daha hızlı varyantları olan Hızlı Ethernet ve Gigabit Ethernet'i temel alır. Bu durumda kural olarak TCP/IP iletişim protokolü kullanılır. Bu bakımdan taşıyıcı sınıfı ağlar, ofis uygulamalarında kullanılan geleneksel LAN'lara çok benzer. Ethernet ağlarının yaygın endüstriyel kullanımı aşağıdaki belirgin noktalardan kaynaklanmaktadır:

1) Üst düzey endüstriyel ağlar, çoğu durumda kişisel bilgisayarlar olan birçok operatör istasyonunu ve sunucuyu birbirine bağlar. Ethernet standardı bu tür LAN'ları düzenlemek için mükemmeldir; Bunu yapmak için her bilgisayarı yalnızca bir ağ bağdaştırıcısıyla (NIC, ağ arabirim kartı) donatmanız gerekir. Birçok modern kontrol cihazında Ethernet ağlarına bağlanmak için iletişim modülleri bulunur (örneğin, CP 343-1 iletişim işlemcisi S7-300'ü Endüstriyel Ethernet ağına bağlamanıza olanak tanır).

2) Endüstriyel uygulamalar için özel olarak uyarlanmış olanlar da dahil olmak üzere, piyasada Ethernet ağları için çok sayıda ucuz iletişim ekipmanı bulunmaktadır.

3) Ethernet ağları yüksek veri aktarım hızlarına sahiptir. Örneğin Gigabit Ethernet standardı, Kategori 5 bükümlü çift kablo kullanılarak saniyede 1 Gb'ye kadar hızlarda veri aktarımına olanak tanır.Daha sonra açıkça görüleceği gibi, yüksek ağ bant genişliği endüstriyel uygulamalar için son derece önemli hale gelmektedir.

4) Otomatik proses kontrol sisteminin en üst seviyesinde bir Ethernet ağının kullanılması, otomatik proses kontrol ağının tesisin (veya işletmenin) yerel ağına kolayca bağlanmasını mümkün kılar. Tipik olarak bir tesisin mevcut LAN'ı Ethernet standardını temel alır. Tek bir ağ standardının kullanılması, otomatik süreç kontrol sistemlerinin genel kurumsal ağa entegrasyonunu basitleştirmeyi mümkün kılar.

Bununla birlikte, üst seviyedeki otomatik proses kontrol sistemlerinin endüstriyel ağlarının, endüstriyel uygulama koşullarına göre belirlenen kendi özellikleri vardır. Bu tür ağlar için tipik gereksinimler şunlardır:

1. Yüksek bant genişliği ve veri aktarım hızı. Trafik hacmi doğrudan birçok faktöre bağlıdır: arşivlenen ve görselleştirilen teknolojik parametrelerin sayısı, sunucu ve operatör istasyonlarının sayısı, uygulanan uygulamalar vb. Saha ağlarından farklı olarak burada katı bir determinizm gerekliliği yoktur: açıkçası, bir mesajın bir düğümden diğerine aktarılmasının ne kadar sürdüğü önemli değildir - 100 ms veya 700 ms (tabii ki, makul sınırlar içindedir). Önemli olan, ağın bir bütün olarak belirli bir süre boyunca toplam trafik miktarıyla baş edebilmesidir. En yoğun trafik, sunucuları ve operatör istasyonlarını (istemcileri) birbirine bağlayan ağ bölümleri boyunca gider. Bunun nedeni, operatör istasyonunda teknolojik bilgilerin ortalama saniyede bir güncellenmesi ve aktarılan birkaç bin teknolojik parametrenin olabilmesidir. Ancak burada bile katı bir zaman sınırı yoktur: Operatör, bilgilerin, örneğin öngörülen süre yerine her bir buçuk saniyede bir güncellenip güncellenmediğini fark etmeyecektir. Aynı zamanda kontrolörün (100 ms tarama döngüsüne sahip) sensörden yeni veri gelmesinde 500 ms'lik bir gecikmeyle karşılaşması, kontrol algoritmalarının yanlış işlenmesine neden olabilir.

2. Hata toleransı. Bu, kural olarak, 2*N şemasına göre yedekli iletişim ekipmanı ve iletişim hatlarıyla elde edilir, böylece bir anahtar arızası veya kanal kesintisi durumunda kontrol sistemi, arızanın konumunu mümkün olan en kısa sürede (1-3 saniyeden fazla değil) ve topolojiyi otomatik olarak yeniden oluşturmayı ve trafiği yedek rotalara yönlendirmeyi gerçekleştirin.

3. Ağ ekipmanlarının endüstriyel çalışma koşullarına uygunluğu. Bu, aşağıdaki gibi önemli teknik önlemler anlamına gelir: - ağ ekipmanının toz ve nemden korunması; - genişletilmiş çalışma sıcaklığı aralığı; - artan yaşam döngüsü; - DIN rayına rahat kurulum imkanı; - yedeklilik olasılığı olan düşük voltajlı güç kaynağı; - güçlü ve aşınmaya dayanıklı soketler ve konektörler.

Endüstriyel ağ ekipmanının işlevleri pratik olarak ofis analoglarından farklı değildir, ancak özel tasarım nedeniyle maliyeti biraz daha fazladır. Şekil 1, örnek olarak, yedekli bir ağ topolojisi için destek sağlayan endüstriyel ağ anahtarlarının fotoğraflarını göstermektedir.

Şekil 1 Siemens'ten SCALANCE X200 endüstriyel anahtarlar (solda) ve Phoenix Contact'tan LM8TX (sağda): DIN rayına montaj

Ethernet teknolojisine dayalı endüstriyel ağlardan bahsederken, Endüstriyel Ethernet terimi sıklıkla kullanılır ve bu da endüstriyel amaçlarına işaret eder. Endüstriyel Ethernet'i ayrı bir endüstri standardı haline getirme konusunda artık kapsamlı tartışmalar var, ancak şu anda Endüstriyel Ethernet yalnızca üretim ortamında ağ oluşturmaya yönelik teknik önerilerin bir listesidir ve kesin olarak konuşursak, Ethernet'in fiziksel katman spesifikasyonuna resmi olmayan bir eklentidir. Ethernet standardı.

Endüstriyel Ethernet'in ne olduğuna dair başka bir bakış açısı daha var. Gerçek şu ki, son zamanlarda Ethernet standardına dayalı olarak birçok iletişim protokolü geliştirildi ve zaman açısından kritik verilerin iletimi için optimize edildi. Bu tür protokollere şartlı olarak gerçek zamanlı protokoller denir; bu, bunların zaman açısından kritik olan ve hassas zaman senkronizasyonu gerektiren dağıtılmış uygulamalar arasındaki veri alışverişini düzenlemek için kullanılabileceği anlamına gelir. Nihai amaç veri aktarımında göreceli determinizmi sağlamaktır. Endüstriyel Ethernet örnekleri şunları içerir:

• Profinet;
• EtherCAT;
• Ethernet Güç Bağlantısı;
• Eter/IP.

Bu protokoller, standart TCP/IP protokolünü değişen derecelerde değiştirerek, ona yeni ağ algoritmaları, tanılama işlevleri, kendi kendini düzeltme yöntemleri ve senkronizasyon işlevleri ekler. Aynı zamanda Ethernet veri bağlantısı ve fiziksel katmanlar değişmeden kalır. Bu, standart iletişim ekipmanı kullanılarak mevcut Ethernet ağlarında yeni iletişim protokollerinin kullanılmasına olanak tanır.

Dijital verilerin seri iletimi için üç iletişim biçimi vardır:

A) tek yönlü iletişim bir vericinin ve bir alıcının varlığını varsayar; bilgi tek yönde iletilir, iletişim ayrı bir çift kablo aracılığıyla gerçekleştirilir;

B) yarı çift yönlü iletişimçift ​​yönlü veri aktarımına izin verir, ancak aynı anda değil; iletişim iki veya dört telden oluşan bir kablo aracılığıyla gerçekleştirilir;

İÇİNDE) çift ​​yönlü iletişim eş zamanlı çift yönlü veri iletimi sağlar ve iletişim de iki veya dört telden oluşan bir kablo aracılığıyla gerçekleştirilir.

Yukarıdaki iletişim biçimlerinin her biri, alıcı cihazın, verici tarafından iletilen her veri kümesini almaya ve tanımlamaya hazır olmasını gerektirir. Bu sorunu çözmenin iki yolu vardır. Şu tarihte: asenkron iletim her veri paketinin önünde başlangıç ​​biti ve bu veri paketinin iletimi tamamlandıktan sonra biraz dur. Bu sayede alıcı mesajın başlangıcını ve sonunu net bir şekilde belirler. Ancak başlatma ve durdurma bitlerini sürekli kontrol etme ihtiyacı nedeniyle bu tür iletişimin iletim hızı sınırlıdır ve kural olarak 1200 bps'yi aşmaz.

Asenkron iletim, belirsiz alım ve yüksek düzeyde parazit koşullarında kullanılır. Senkron iletim başlatma ve durdurma bitleri, verici ve alıcı gerektirmez senkronize. Veri aktarımının ve alımının başlangıcı, bir saat darbesi ile önceden senkronize edilir ve ardından veri paketindeki her kelime, yedi veya sekiz bitlik bir blok olarak tanınır. Senkronize veri aktarımı, 1200 bps'yi aşan hızlar sağlayabilir ve çoğunlukla program dosyaları gibi veri akışlarını aktarmak için kullanılır.

Gelenekselin yanı sıra modern akıllı sensörler ve kontroller RS-232C arayüzü tabanlı bir seri giriş/çıkış alt sistemi de içerebilir. RS-485 arayüzü. Çoğu üreticinin programlanabilir mantık denetleyicileri, coğrafi olarak dağıtılmış veri toplama ve kontrol sistemlerini organize etmenin bir aracı olarak bir veya daha fazla arayüz uygulamasını içerir RS-422A/RS-485.

RS-232C– yaygın olarak kullanılan standart bir seri arayüz. 15 metreye kadar mesafelerde 20.000 bps'ye kadar hızlarda senkronize veri iletimi için kullanılabilir; daha uzun mesafelerde iletim hızı düşer. arayüz RS-449– bu daha sonraki bir standarttır; RS-232'ye kıyasla hız ve iletim mesafesi açısından gelişmiş özelliklere sahiptir; burada 1 km'ye kadar bir mesafede 10.000 bps'ye kadar hızlara ulaşılabilir. RS-232 standardına karşılık gelen voltaj seviyeleri, lojik “0” için +12 V ve lojik “1” için –12 V'tur. RS-232 arayüzü şu anda standarttır COM-kişisel bilgisayarların bağlantı noktaları. Mikroişlemcilerin büyük çoğunluğu temel alınarak oluşturulduğundan TTL-yapı(transistör-transistör mantığı), mantıksal sıfır seviyesinin 0 V olduğu ve mantıksal seviyenin +5 V olduğu durumda, açıkçası, eşleşme için sinyal seviyelerinin dönüştürülmesi gerekir. İkincisi, aşağıdaki gibi entegre devre seviye dönüştürücüler kullanılarak elde edilir: MS1488 TTL seviyelerini RS-232 seviyelerine dönüştürmek ve MS1489 RS-232 seviyelerini TTL seviyelerine dönüştürmek için.

Arayüz RS-485(ÇED-485) en yaygın fiziksel iletişim katmanı standartlarından biridir (iletişim kanalı + sinyal iletim yöntemi).

RS-485 arayüzü üzerine kurulmuş bir ağ, kullanılarak bağlanan alıcı-vericilerden oluşur. bükümlü çift– iki bükülmüş tel. RS-485 arayüzü şu prensibe dayanmaktadır: diferansiyel (dengeli) transferler veri. Özü, bir sinyali iki kablo üzerinden iletmektir. Üstelik bir tel üzerinde (şartlı olarak A) orijinal sinyal gider ve diğeri (geleneksel olarak B) onun ters kopyasıdır. Bu nedenle, bükümlü bir çiftin iki teli arasında her zaman bir potansiyel farkı vardır (Şekil A1.1).

Şekil A1.1

Bu iletim yöntemi, hattın her iki kablosunu da eşit şekilde etkileyen ortak mod girişimine karşı yüksek bağışıklık sağlar. Sinyal, RS-232'de olduğu gibi ortak kabloya göre potansiyel olarak iletilirse, bu kablodaki girişim, girişimi iyi emen ortak kabloya (toprak) göre sinyali bozabilir. Ek olarak, ortak noktaların potansiyel farkı, ek bir distorsiyon kaynağı olarak uzun bir ortak telin direnci boyunca düşecektir. Diferansiyel iletimde, bu tür bozulmalar meydana gelmez, çünkü bükümlü bir çiftte her iki teldeki başlatma aynıdır. Böylece, eşit yüklü tellerdeki potansiyel eşit olarak değişirken, bilgilendirici potansiyel farkı değişmeden kalır.

Arayüzün donanım uygulaması - diferansiyel giriş/çıkışlara (hatta) ve dijital bağlantı noktalarına (UART denetleyicisinin bağlantı noktalarına) sahip alıcı-verici yongaları. Bu arayüz için iki seçenek vardır: RS-422 Ve RS-485.

RS-422 – çift yönlü arayüz. Alım ve iletim iki ayrı kablo çifti üzerinden sağlanır. Her kablo çiftinde yalnızca bir verici bulunabilir.

RS-485, RS-422 arayüzünün yarı çift yönlü analoğudur. Alım ve iletim, zaman ayrımı olan bir çift kablo üzerinden gerçekleştirilir. Alma modunda devre dışı bırakılabileceğinden ağda çok sayıda verici olabilir.

Tüm cihazlar bir bükümlü çift kabloya aynı şekilde bağlanır: doğrudan çıkışlar ( A) bir tele, ters ( B) - başka bir.

Hat tarafındaki alıcı giriş empedansı tipik olarak 12 kOhm'dur. Verici gücünün sonsuz olmaması, hatta bağlı alıcı sayısında bir sınır oluşturur. RS-485 standardına göre, eşleşen dirençler dikkate alındığında verici, 32 adede kadar alıcıyı çalıştırabilir. Bununla birlikte, artan giriş empedansına sahip mikro devreler kullanarak, hatta çok daha fazla sayıda cihazı (100'den fazla cihaz) bağlayabilirsiniz. Bu durumda, cihazlar hatta paralel olarak bağlanır ve kontrolörün (bilgisayarın) ek bir cihazla (bir RS-485/RS-232 seri port dönüştürücü) donatılması gerekir.

RS-485'teki maksimum iletişim hızı 10 Mbit/s'ye ulaşabilir ve maksimum iletişim hattı uzunluğu 1200 m'dir. 1200 m'yi aşan bir mesafede iletişim düzenlemek veya yük kapasitesinden daha fazla cihaz bağlamak gerekiyorsa vericinin izin vermesi durumunda özel tekrarlayıcılar kullanılır ( tekrarlayıcılar).

RS-485 vericideki mantıksal “1” ve “0” gerilim aralığı sırasıyla +1,5...+6 V ve –1,5...–6 V'tur ve vericinin ortak mod gerilim aralığı (–1 ...+3 V).

Parametre değerleri, ölçüm bilgi sisteminin bir parçası olan herhangi bir cihazın, voltajı aşağıdaki aralıkta olan iletişim hattına bağlı terminallerinde genel tipte gürültü varlığında çalışır durumda kalacak şekilde belirlenir. –7 ila +7 V.

Ölçüm bilgi sistemlerinde paralel veri aktarımı için sıklıkla standart bir arayüz kullanılır. IEEE-488 (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü), olarak da adlandırılır HP-IB(Hewlett-Packard Arabirim Veri Yolu) veya GPIB(Genel Amaçlı Arayüz Veriyolu – genel amaçlı arayüz veri yolu). Uluslararası Elektroteknik Komisyonu ( IEC) bu standardı uluslararası bir standart olarak tavsiye etti, bu nedenle Sovyet sonrası alanda buna denir IEC dijital arayüzü.

IEEE-488 arayüzü programlanabilir ve programlanamayan elektronik ölçüm cihazları ve dönüştürücüler için geliştirilmiştir. Eşzamansız bilgi alışverişi için tasarlanmıştır, birbirine göre 20 m'ye kadar mesafede bulunan cihazların eşleştirilmesine odaklanır ve IIS'de değişen karmaşıklığa sahip cihazların çalışmasını sağlar, bunlar arasında uzaktan ve yerel olarak doğrudan bilgi alışverişine olanak tanır. cihazların kontrolü. Tanımlanan arayüz bir omurga yapısına sahiptir (Şekil A1.2).

Arayüz hattı, sekizi toprak hattı olmak üzere 24 sinyal hattından oluşur ve geri kalan hatlar üç gruba ayrılır. Sekiz çift yönlü sinyal hattından oluşan ilk grup, veri yolu. Arayüze bağlı çeşitli cihazlar arasında veri ve komutların aktarılması için tasarlanmıştır. Beş sinyal hattından oluşan başka bir grup - ortak kontrol veriyolu, kontrol ve durum sinyalleri bunun üzerinden iletilir. Üç satırdan oluşan son grup, veri aktarımını kontrol etmek için kullanılır ( el sıkışma otobüsü).

Arayüze bağlı cihazlar alıcı veya mesaj kaynağı olarak görev yapabilir. Herhangi bir zamanda yalnızca bir cihaz bilgi kaynağı olabilirken, birden fazla cihaz aynı anda mesaj alıcısı olarak hareket edebilir. Omurgadaki cihazlardan biri denetleyici arayüz.

IEEE-488'deki toplam alıcı ve bilgi kaynağı sayısı tek baytlık adreslemede 31'i, paralel bağlanan cihazların sayısı ise 15'i (kontrol denetleyicisi dahil) geçmemelidir.

IEEE-488 standardında, bir hattaki yüksek seviyeli bir sinyal, 2 V'a eşit veya daha büyük bir voltaj değerine, düşük seviyeli bir sinyal ise 0,8 V'a eşit veya daha düşük bir değere karşılık gelir.

Ek A2

Otomatik bir sistemin parçası olan cihazlar (bilgisayarlar, kontrolörler, sensörler, aktüatörler) arasındaki bilgi alışverişi genel durumda şu şekilde gerçekleşir: endüstriyel ağ(Fieldbus, "field bus") [Cucej].

• LAN(Yerel Alan Ağı) - sınırlı bir alanda (atölyede, ofiste, fabrika içinde) bulunan ağlar;
• ADAM(Büyükşehir Alan Ağları) -şehir ağları;
• BİTİK(Geniş alan ağı) - birden fazla şehri veya kıtayı kapsayan küresel bir ağ. Bunun için genellikle internet teknolojisi kullanılır.

Şu anda 50'den fazla endüstriyel ağ türü bulunmaktadır (Modbus, Profibus, DeviceNet, CANopen, LonWorks, ControlNet, SDS, Seriplex, ArcNet, BACnet, FDDI, FIP, FF, ASI, Ethernet, WorldFIP, Foundation Fieldbus, Interbus, BitBus) , vb.). Ancak bunlardan sadece bir kısmı yaygındır. Rusya'da otomatik proses kontrol sistemlerinin büyük çoğunluğu Modbus ve Profibus ağlarını kullanıyor. Son yıllarda CANopen ve DeviceNet tabanlı ağlara ilgi arttı. Rusya'da bir veya başka bir endüstriyel ağın yaygınlığı, her şeyden önce ithal ekipman satan Rus şirketlerinin tercihleri ​​ve faaliyetleriyle bağlantılıdır.

2.1. Endüstriyel ağlar hakkında genel bilgi

Endüstriyel ağ birkaç cihaz arasında bilgi alışverişini (iletişim) sağlayan bir ekipman ve yazılım kompleksi olarak adlandırılır. Endüstriyel ağ dağıtılmış veri toplama ve kontrol sistemleri oluşturmanın temelini oluşturur.

Endüstriyel otomasyonda ağ arayüzleri bağlı cihazların ayrılmaz bir parçası olabildiği ve OSI modeli uygulama katmanı ağ yazılımı endüstriyel kontrolörün ana işlemcisi üzerinde yürütüldüğü için bazen ağ parçasını ağa bağlanan cihazlardan ayırmak fiziksel olarak imkansızdır. . Öte yandan, bir ağdan diğerine geçiş genellikle ağ yazılımının ve ağ bağdaştırıcısının değiştirilmesiyle veya bir arayüz dönüştürücünün tanıtılmasıyla yapılabilir, dolayısıyla farklı ağ türlerinde sıklıkla aynı tip PLC kullanılabilir.

Endüstriyel bir ağın bileşenleriyle (cihazlar, ağ düğümleri) bağlantısı kullanılarak gerçekleştirilir. arayüzler. Ağ arayüzü, bir cihaz ile bir bilgi aktarım ortamı arasındaki mantıksal ve (veya) fiziksel bir sınırdır. Genellikle bu sınır bir dizi elektronik bileşen ve bunlarla ilişkili yazılımdır. Cihazın veya yazılımın iç yapısında yapılan önemli değişikliklerle arayüz değişmeden kalır, bu da arayüzü ekipmandan ayırmayı mümkün kılan işaretlerden biridir.

En önemli arayüz parametreleri bant genişliği ve bağlı kablonun maksimum uzunluğudur. Endüstriyel arayüzler genellikle bağlı cihazlar arasında galvanik izolasyon sağlar. Endüstriyel otomasyonda en yaygın seri arayüzler RS-485, RS-232, RS-422, Ethernet, CAN, HART, AS arayüzüdür.

Bilgi alışverişinde bulunmak için etkileşimde bulunan cihazların aynı özelliklere sahip olması gerekir. değişim protokolü. En basit haliyle protokol, bilgi alışverişini yöneten bir dizi kuraldır. Mesajların, kontrol işlemlerinin, senkronizasyonun ve iletişim durumlarının sözdizimini ve anlambilimini tanımlar. Protokol donanım, yazılım veya ürün yazılımında uygulanabilir. Ağın adı genellikle protokolün adıyla örtüşür ve bu, ağın oluşturulmasındaki tanımlayıcı rolüyle açıklanır. Rusya'da, standartlar dizisinde [GOST - GOST] tanımlanan ağ protokolleri kullanılmaktadır.

Tipik olarak bir ağ, bunları oluşturan çeşitli protokoller kullanır. protokol yığını- birlikte çalışan ve OSI modelinin yedi katmanının bir kısmını veya tamamını kullanan bir dizi ilgili iletişim protokolü [Kılavuz]. Çoğu ağ için protokol yığını, özel ağ yongaları kullanılarak uygulanır veya genel amaçlı bir mikroişlemciye yerleştirilir.

Endüstriyel ağlarda cihazların etkileşimi modellere uygun olarak gerçekleştirilir. müşteri sunucusu veya yayıncı-abone (üretici-tüketici) [Thomesse]. İstemci-sunucu modelinde iki nesne etkileşim halindedir. Sunucu, hizmet sağlayan, yani müşterinin isteği üzerine bazı eylemleri gerçekleştiren bir nesnedir. Bir ağ birden fazla sunucu ve birden fazla istemci içerebilir. Her istemci birden fazla sunucuya istek gönderebilir ve her sunucu birden fazla istemciden gelen isteklere yanıt verebilir. Bu model, bir toplu işlemdeki sıcaklık değerleri gibi periyodik olarak veya önceden belirlenmiş zamanlarda meydana gelen verilerin iletilmesi için kullanışlıdır. Bununla birlikte, bu model, örneğin bir seviye sensörünün rastgele aktivasyonundan oluşan bir olay gibi rastgele meydana gelen olayların iletilmesi için uygun değildir, çünkü bu olayı almak için müşterinin periyodik olarak yüksek frekansta sensörün durumunu talep etmesi ve analiz etmesi gerekir. ağın işe yaramaz trafikle aşırı yüklenmesi.

Belgeyi indir

SSCB BİRLİĞİ DEVLET STANDARDI

ARAYÜZ
OTOMATİK İÇİN
KONTROL SİSTEMLERİ
DAĞITILMIŞ NESNELER

GENEL GEREKSİNİMLER

K.I. Didenko, Doktora teknoloji. bilimler; Yu.V. Rosen; KİLOGRAM. Karnaukh; MD Gafanoviç, Doktora teknoloji. bilimler; K.M. Usenko; Zh.A. Guseva; L.S. Lanina; S.N. Kiiko

Enstrümantasyon, Otomasyon ve Kontrol Sistemleri Bakanlığı TARAFINDAN TANITILDI

Yönetim Kurulu Üyesi N.I. Görelikov

SSCB Devlet Standartlar Komitesi'nin 30 Mart 1984 tarih ve 1145 sayılı Kararı ile ONAYLANDI VE YÜRÜRLÜĞE GİRDİ

SSCB BİRLİĞİ DEVLET STANDARDI

01/01/90 tarihine kadar

Standarda uymamak kanunen cezalandırılır

Bu standart, bir omurga iletişim yapısı (bundan sonra arayüz olarak anılacaktır) kullanan dağıtılmış nesneler için otomatik kontrol sistemlerinin bir parçası olarak yerel alt sistemlerin etkileşimini organize etmeye yönelik genel kuralları düzenleyen arayüze uygulanır.

Fiziksel uygulama açısından standart, mesajları iletmek için elektrik sinyallerini kullanan kümelerin arayüzlerine uygulanır.

1. UYGULAMANIN AMACI VE KAPSAMI

1.1. Arayüz, çeşitli endüstrilerdeki ve endüstriyel olmayan alanlardaki teknolojik süreçler, makineler ve ekipmanlar için otomatik kontrol sistemlerinin bir parçası olarak yerel alt sistemler arasındaki iletişimi ve bilgi alışverişini düzenlemek için tasarlanmıştır.

operasyonel ve teknolojik personel ile arayüz;

Hiyerarşik sistemlerde üst düzey kontrol bilgisayar kompleksleriyle arayüz.

2. ANA ÖZELLİKLER

2.1. Arayüz, dijital veri sinyallerini iki kablolu bir ana kanal üzerinden iletmek için bit serisi senkron bir yöntem uygular.

2.2. Vericinin çıkışı ile alıcı istasyonun girişi arasındaki sinyalin toplam zayıflaması 24 dB'den fazla olmamalı, iletişim hattının (ana kanal ve kademeler) neden olduğu zayıflama ise 18 dB'den fazla olmamalıdır. hat ile her iletişim cihazı tarafından - en fazla 0, 1 dB.

Not. RK-75-4-12 tipi kablo kullanıldığında iletişim hattının maksimum uzunluğu (dalların uzunluğu dahil) 3 km'dir.

(Yeni baskı, Değişiklik No. 1).

2.5. Sinyalleri temsil etmek için faz farkı kodlamalı iki fazlı modülasyon kullanılmalıdır.

2.6. İletilen mesajların kod koruması için, üreten polinomlu döngüsel bir kod kullanılmalıdır. X 16 + X 12 + X 5 + 1.

2.7. Rastgele hataları ortadan kaldırmak için mesajların aynı yerel alt sistemler arasında yeniden iletilmesi mümkün olmalıdır.

2.8. Yerel alt sistemler arasında mesajların iletimi, sırası mesaj formatı tarafından belirlenen sınırlı sayıda fonksiyon baytı kullanılarak gerçekleştirilmelidir. Arayüz iki tür mesaj formatı oluşturur (Şekil 1).

Format 1'in sabit bir uzunluğu vardır ve yalnızca arayüz mesajlarının iletimi için tasarlanmıştır.

Format 2, veri aktarımına yönelik değişken uzunlukta bir bilgi kısmı içerir.

Format 2, iletim hızına (düşük hız veya yüksek hız aralığı) bağlı olarak sırasıyla 2,1 veya 2,2 gibi görünmelidir.

Mesaj formatı türleri

Biçim 1

2.9. Mesaj formatları aşağıdaki işlev baytlarını içerecektir:

CH'nin senkronize edilmesi;

çağrılan yerel AB alt sisteminin adresi;

gerçekleştirilen fonksiyonun kodu CF;

AS'nin yerel alt sisteminin kendi adresi;

DS, DS1 veya DS2'nin bilgi kısmındaki veri baytlarının sayısı;

bilgi baytları DN1 - DNp;

kontrol kodu baytları KB1 ve KB2.

2.8, 2.9.

2.9.1. Senkronizasyon baytı CH, bir mesajın başlangıcını ve sonunu belirtmeye yarar. Senkronizasyon baytına?111111? kodu atanır.

2.9.2. AB alt sistemi adresi baytı, mesajın yönlendirildiği yerel alt sistemi tanımlar.

2.9.3. Gerçekleştirilen CF işlevi baytı, belirli bir iletişim döngüsünde gerçekleştirilen işlemi belirler. CF baytının içindeki bitlerin amacı Şekil 2'de gösterilmektedir. 2.

KF bayt yapısı

2.9.4. CF kodları ve gerçekleştirilen ilgili işlemler tabloda belirtilmiştir.

Sıfır biti, ana kanal üzerinden iletilen mesajın türünü (soru-yanıt) belirler.

Bit 1, alt sistem meşgul olduğunda (örneğin bir veri arabelleği oluştururken) tek bir değer alır.

Bu döngüde format 2'ye ait bir mesaj iletilirse Bit 2 tek bir değer alır.

Bit 3, bir hata algılanırsa veya yanıt alınmazsa, aynı yerel alt sisteme yeniden gönderilen mesajdaki bir değerini alır.

(Değişik basım, Değişiklik No. 1).

2.9.5. AC mesajını üreten yerel alt sistemin kendi adresi, çağrılan alt sistemi yanıt adresi konusunda bilgilendirmek ve seçiminin doğruluğunu doğrulamak amacıyla verilir.

2.9.6. DS baytı 2.1 formatındaki bilgi kısmının uzunluğunu belirlerken, DS baytının ikili kodunun değeri DN bayt sayısını belirler. Bunun istisnası ????????? kodudur, bu da 256 bilgi baytının iletildiği anlamına gelir.

Bayt DS1, DS2, bilgi bölümünün uzunluğunu 2.2 formatında belirler.

(Değişik basım, Değişiklik No. 1).

2.9.7. DN veri baytları, format 2 mesajının bilgi bölümünü temsil eder Veri kodlaması, ilgili yerel alt sistemler için düzenleyici belgeler tarafından oluşturulmalıdır.

2.9.8. Kontrol baytları KB1, KB2 kontrol kısmını oluşturur ve iletilen mesajların güvenilirliğini belirlemek için kullanılır.

3. ARAYÜZ YAPISI

3.1. Arayüz, omurga iletişim yapısına sahip dağıtılmış sistemler oluşturma yeteneği sağlar (Şekil 3).

Yerel alt sistemlerin bağlantı yapısı

LC1 - LCn- yerel alt sistemler; MK- ana kanal; bilgisayar- eşleşen direnç

3.2. Arayüzlü tüm yerel alt sistemler, bilgi alışverişinin yapıldığı ana kanala bağlanmalıdır.

3.3. Yerel alt sistemlerin ana kanalla arayüz oluşturması için bunların iletişim denetleyicileri içermesi gerekir. İletişim denetleyicileri şunları uygulamalıdır:

yerel alt sistemde kabul edilen sunum formundaki bilgilerin ana kanal üzerinden iletim için gerekli forma dönüştürülmesi;

senkronizasyon karakterlerini ekleme ve vurgulama;

belirli bir yerel alt sisteme gönderilen mesajların tanınması ve alınması;

Alınan mesajların güvenilirliğini belirlemek için kontrol kodlarının oluşturulması ve karşılaştırılması.

3.4. Yerel alt sistemler arasındaki mesaj alışverişi döngüler halinde düzenlenmelidir. Bir döngü, format 1 veya 2'deki bir mesajın ana kanala iletilmesi prosedürü olarak anlaşılır.İletim sürecini birbirine bağlı birkaç döngü oluşturur.

3.5. İletim süreci, eşzamansız prensibe göre düzenlenmelidir: yerel alt sistem, ana kanala gönderilen çağrılara (grup işlemleri hariç) yanıtlar almalıdır.

4. ARAYÜZ FONKSİYONLARI

4.1. Arayüz, mesajlaşma sürecinde yerel alt sistemleri işgal eden, kontrol düzeyleri farklı olan aşağıdaki işlev türlerini kurar:

pasif alım;

alım ve yanıt;

ana kanalın merkezi olmayan yönetimi;

ana kanalı yakalama isteği;

ana kanalın merkezi yönetimi.

(Değişik basım, Değişiklik No. 1).

4.2. Yerel alt sistem tarafından uygulanan arayüz fonksiyonlarının bileşimi, bu alt sistem tarafından çözülen problemin bileşimi ve işlevsel özellikleri tarafından belirlenir.

4.3. Yerel alt sistemin türü, sağlananlar arasında en üst düzey işleve göre belirlenir. Yerel alt sistem, mevcut döngüde gerçekleştirdiği işleve göre aktif olarak kabul edilir.

4.4. Uygulanan arayüz işlevlerinin bileşimine uygun olarak, aşağıdaki yerel alt sistem türleri ayırt edilir:

pasif kontrollü alt sistem;

kontrollü alt sistem;

kontrol alt sistemi;

inisiyatif kontrol alt sistemi;

lider alt sistem.

4.4.1. Pasif kontrollü alt sistem yalnızca kendisine gönderilen mesajların tanımlanmasını ve alınmasını gerçekleştirir.

4.4.2. Kontrol edilen alt sistem kendisine gönderilen mesajları alır ve alınan fonksiyon koduna uygun olarak bir yanıt mesajı üretir.

4.4.3. Kontrol alt sistemi şunları yapabilmelidir:

merkezi ve merkezi olmayan modlarda ana kanal üzerindeki değişimin kontrolünü kabul edin;

ana kanal üzerinden mesaj oluşturmak ve iletmek;

yanıt mesajlarını almak ve analiz etmek;

aktarım işleminin bitiminden sonra ana kanalın dönüş veya aktarım kontrolü.

(Değişik basım, Değişiklik No. 1).

4.4.4. Proaktif kontrol alt sistemi, madde 4.4.3'e göre işleve ek olarak, ana kanalı ele geçirmek için bir istek sinyali oluşturma, talepte bulunan alt sistem için arama prosedürünü gerçekleştirirken ilgili mesajları alma ve gönderme yeteneğine sahip olmalıdır.

4.4.5. Önde gelen alt sistem, tüm yerel alt sistemlerin çalışmasını ana kanalın merkezi kontrolü modunda koordine eder. Şunları gerçekleştirir:

ana kanalın kontrolünün yerel kontrol alt sistemlerinden birine tahkim edilmesi ve devredilmesi;

tüm yerel alt sistemlerin merkezi kontrolü;

aktif kontrol yerel alt sisteminin çalışmasının kontrolü;

tüm (veya birkaç) yerel alt sistem için ortak bir adresle mesajların iletimi.

Ana kanala yalnızca etkin ana işlevi olan bir alt sistem bağlanabilir.

(Değişik basım, Değişiklik No. 1).

5. MESAJ DEĞİŞTİRME PROSEDÜRÜ

5.1. Ana kanal üzerinden mesaj aktarımının her döngüsü, arayüz aracılığıyla bağlanan tüm alt sistemlerin senkronizasyonu ile başlamalıdır.

5.1.1. Senkronizasyonu gerçekleştirmek için ana veya aktif kontrol alt sisteminin senkronizasyon baytı CH'yi ana kanala iletmesi gerekir. Birkaç senkronizasyon baytının sıralı olarak iletilmesi mümkündür. Ek senkronizasyon baytları mesaj formatına dahil edilmez.

5.1.2. Tüm alt sistemler senkronize edildikten sonra ana veya aktif kontrol alt sistemi, kendi CH baytları da dahil olmak üzere ana hat bağlantısına format 1 veya 2 mesajını gönderir.

5.1.3. Kontrol KB1 ve KB2 dışındaki tüm baytlar, en az anlamlı bitten başlayarak ana kanala iletilir.

Bayt KB1, KB2 en anlamlı bitten iletilir.

5.1.4. Ana kanala iletilen mesajdan, CH baytının koduyla çakışan bir dizi bitin hariç tutulması için, her mesaj, ardışık 5 "1" karakterinden sonra bir ek "0" karakterinin dahil edilmesi gerektiği şekilde dönüştürülmelidir. . Alıcı alt sistemin buna göre bu karakteri mesajdan hariç tutması gerekir.

5.1.5. CH uç baytı da dahil olmak üzere mesajın iletilmesinden sonra, gönderen alt sistemin alma işlemlerini tamamlamak için en az 2 CH baytı daha iletmesi gerekir; bunun ardından iletim döngüsü sona erer.

5.2. Ana kanal kontrol prosedürü, mesaj iletim sürecini gerçekleştirmek için kontrol alt sistemlerinden birinin etkinleştirilmesine yönelik operasyonların sırasını belirler. Bir arayüz aracılığıyla bağlanan alt sistemler, ana kanalın merkezi kontrolü modunda çalışabilir.

5.2.1. Ana kanalın merkezi kontrolüne yönelik prosedür, ana kanalın kontrolünün aktarımını yöneterek alt sistemlerin etkileşimini koordine eden lider bir alt sistemin varlığını sağlar.

5.2, 5.2.1. (Yeni baskı, Değişiklik No. 1).

5.2.2. Ana alt sistem, ana bağlantının kontrolünü aktarırken, mesaj aktarım sürecini yürütmek üzere aktif kontrol alt sistemini belirler. Bunu yapmak için, lider alt sistemin seçilen kontrol alt sistemine KF6 işlev kodunu içeren bir format 1 mesajı göndermesi gerekir.

5.2.3. KF6 işlev kodlu bir mesaj aldıktan sonra, kontrol alt sistemi aktif hale gelmeli ve bir iletim sürecinde birden fazla mesaj alışverişi döngüsü gerçekleştirebilmelidir. Değişim çevrimlerinin sayısı ana alt sistem tarafından kontrol edilmeli ve sınırlandırılmalıdır.

5.2.4. Ana kanalın kontrolünü devrettikten sonra, lider alt sistemin pasif alım fonksiyonunu etkinleştirmesi ve kontrol zamanlamasını açması gerekir. Belirlenen süre içinde (yanıt bekleme süresi 1 ms'den fazla olmamalıdır) belirlenmiş aktif alt sistem ana kanal üzerinden mesaj iletmeye başlamazsa, lider alt sistem KF6 fonksiyon koduyla format 1 mesajını yeniden gönderir ve kontrol alt sistemine yeniden iletim işareti.

5.2.5. Tekrarlanan erişimlerde kontrol alt sistemi mesaj göndermeye başlamazsa (aktif hale gelmezse), lider alt sistem bunu hatalı olarak tespit eder ve bu duruma yönelik prosedürleri uygular.

5.2.6. Transfer sürecinin sonunda aktif kontrol alt sistemi, ana kanalın kontrolünü geri döndürme işlevini yerine getirmelidir. Bunu yapmak için lider alt sisteme KF7 veya KF8 fonksiyon kodunu içeren bir mesaj göndermesi gerekir.

5.2.7. Ana kanalın merkezi olmayan kontrolüne yönelik prosedür, aktif fonksiyonun bir jetonun iletilmesi yoluyla diğer kontrol alt sistemlerine sıralı olarak aktarılmasını sağlar. Belirteci kabul eden alt sistem etkindir.

5.2.8. İlk jeton yakalama için, trunk kanalı üzerinden bağlanan tüm alt sistemlerde aralık zamanlayıcılar bulunmalı ve zaman aralıklarının değerleri tüm alt sistemler için farklı olmalıdır. Daha yüksek önceliğe sahip alt sisteme daha küçük bir zaman aralığı atanmalıdır.

5.2.9. Alt sistemin kendi zaman aralığı sona erdikten sonra ana kanal serbest kalırsa, bu alt sistem kendisini tokenin sahibi olarak görmeli ve aktif kontrol alt sistemi olarak iletim sürecine başlamalıdır.

5.2.10. Aktarım işlemini tamamladıktan sonra aktif kontrol alt sistemi, ana kanalın kontrolünü AB = AC + 1 adresli bir sonraki kontrol alt sistemine aktarmalı, bunun için bir işaretleyici vermeli, pasif alım fonksiyonunu kendi içinde etkinleştirmeli ve zamanlamasını kontrol edin.

İşaretleyici olarak KF13 işlev koduna ve AB adresine sahip format 1 (Şekil 1) mesajı kullanılır.

Belirlenen süre içerisinde belirteci alan alt sistem aktarım işlemine başlamazsa, gönderen alt sistem belirteci aşağıdaki adreslere sahip alt sistemlere iletmeye çalışmalıdır: AB = AC + 2, AB = AC + 3, vb. belirteç kabul edilene kadar. Belirteci alan alt sistemin adresi, ilk edinim tekrarlanana kadar bu alt sistem tarafından sonraki bir adres olarak hatırlanmalıdır.

5.2.11. İletişim kanalına izinsiz bir çıkış tespit eden herhangi bir aktif alt sistem, madde 5.2.8'deki eylemleri gerçekleştirmelidir.

5.2.12. Ana kanalın merkezi olmayan kontrolü modunda, tüm alt sistemler aktif bir pasif alım fonksiyonuna sahip olmalıdır. Jeton kaybı durumunda (örneğin aktif kontrol alt sistemi arızalanırsa), ilk jeton yakalama mekanizması tetiklenmeli (madde 5.2.8, 5.2.9) ve operasyon yeniden başlatılmalıdır.

5.2.13. Bir tokena sahip olan ve aktif bir ana fonksiyon almış olan herhangi bir alt sistem, ana kanalın merkezi kontrolünü ele geçirebilir ve kendisine atanan aktif ana fonksiyon iptal edilene kadar bunu koruyabilir.

5.2.7 - 5.2.13. (Ek olarak sunulan Değişiklik No. 1).

5.3. Merkezi kontrol modunda, proaktif kontrol alt sistemlerinden gelen taleplere göre ana kanalın kontrolünün aktarımı organize edilebilir.

5.3.1. Alt sistemler, istekler üzerine kontrolün aktarımını organize etmek için aktif bir ana hat kanalı yakalama isteği işlevine sahip olmalıdır.

5.3.2. Ana kanala erişim isteyen bir alt sistem aramasını organize etmenin iki olası yolu vardır - merkezi ve merkezi olmayan.

5.3, 5.3.1, 5.3.2. (Yeni baskı, Değişiklik No. 1).

5.3.3. Merkezi yoklama ile lider alt sistemin, ana kanala bağlı tüm proaktif kontrol alt sistemlerini sırayla yoklaması gerekir. Öncü alt sistem, her proaktif kontrol alt sistemine KF5 işlev kodunu içeren bir format 1 mesajı göndermelidir.

Başlatan kontrol alt sistemi, dahili durumuna bağlı olarak lider alt sisteme KF21 - KF24 işlev kodlarından birini içeren bir yanıt mesajı göndermelidir. Merkezi araştırma prosedüründeki işlemlerin sırası Şekil 1'de gösterilmektedir. 4.

5.3.4. Merkezi olmayan yoklama, omurga kanalına erişim talebi oluşturan proaktif kontrol alt sistemlerini tanımlamak için hızlı bir süreç sağlar. Öncü alt sistem, format 1 ve KF9 işlev kodlu bir mesajla yalnızca ilk sırayla proaktif kontrol alt sistemiyle iletişime geçmelidir.

Her proaktif kontrol alt sistemi kendisine gönderilen bir mesajı almalı ve kendi mesajını bir sonraki alt sisteme ve ardından ana kanala göndermelidir. Oluşturulan mesajda, bu alt sistemin durumunu karakterize eden CF9 - CF12 fonksiyon kodlarından biri iletilmelidir. Merkezi olmayan anket prosedürü Şekil 1'de gösterilmektedir. 5.

5.3.5. Ana alt sistem, merkezi olmayan yoklamayı başlattıktan sonra pasif alım fonksiyonunu etkinleştirir ve inisiyatif kontrol alt sistemleri tarafından gönderilen tüm mesajları alır. Bu, merkezi olmayan anketin sona ermesinden sonra lider alt sistemin, tüm inisiyatif kontrol alt sistemlerinden ana kanala erişim talepleri hakkında bilgi sahibi olmasına olanak tanır.

Merkezi alt sistem yoklaması süreci

Merkezi olmayan alt sistem oylama süreci

Merkezi olmayan oylama zincirindeki son başlatıcı kontrol alt sistemi, mesajını lider alt sisteme iletmelidir, bu da merkezi olmayan oylama prosedürünün sonu anlamına gelir.

5.3.6. Herhangi bir alt sistem ana kanala eriştikten sonra mesaj göndermezse, lider alt sistem uyanmalı ve ona öncekinin aynısını tekrarlayan bir mesaj göndermelidir. Tekrarlanan bir çağrıya yanıt yoksa (veya hata yoksa), lider alt sistem bir sonraki alt sistemden merkezi olmayan bir anket başlatır ve bu alt sistem anketin dışında bırakılır.

5.4. Veri aktarım prosedürü aşağıdaki süreçlerden biri şeklinde gerçekleştirilebilir:

grup kaydı;

yaz oku.

5.4.1. Grup kaydı ana alt sistem tarafından gerçekleştirilmelidir. Bir grup kaydı gerçekleştirirken, ana alt sistem ana kanala 11111111 (255) kodunun ve KF1 işlev kodunun AB adresi olarak yazıldığı format 2'de bir mesaj gönderir.

5.4.2. Çoklu yayın adresine yanıt veren tüm alt sistemler, ana bağlantıdan gelen mesajı kabul etmeli ve genel adres mesajının kabul edildiğini gösteren bir durumu kaydetmelidir. Grup kaydı sırasında yanıt mesajları alıcı alt sistemler tarafından yayınlanmaz.

5.4.3. Bir grup mesajının alındığının doğrulanması, merkezi veya merkezi olmayan yoklama sürecinde ve ayrıca ilgili durum bitinin KF7, KF8, KF9 - KF12 fonksiyon kodlarına dahil edildiği ana kanalın kontrolüne geri dönerken gerçekleştirilir. KF21 - KF24.

5.4.4. Kayıt işlemi sırasında, ana alt sistem veya aktif kontrol alt sistemi, adresi AB baytında belirtilen belirli bir kontrollü alt sistem tarafından alınması amaçlanan ana kanala KF2 fonksiyon kodunu içeren bir format 2 mesajı gönderir. Aktif kontrol alt sistemi, bir mesaj yayınladıktan sonra kontrol geri sayımını başlatır ve bir yanıt mesajı bekler.

5.4.5. Adreslenen alt sistem, adresini tanır ve kendisine gönderilen mesajı alır. Mesaj hatasız alınırsa, alıcı alt sistemin ana kanala KF18 fonksiyon kodlu format 1 mesajı şeklinde bir yanıt vermesi gerekir.

5.4.6. Alınan bir mesajda bir hata tespit edilirse, alıcı alt sistemin yanıt vermemesi gerekir.

5.4.7. Aktif kontrol alt sistemi, kontrol zaman aralığı boyunca yanıt yoksa aynı mesajı yeniden iletmelidir.

5.4.8. Tekrarlanan mesaja cevap verilmemesi durumunda bu alt sistem arızalı kabul edilir ve aktif kontrol alt sisteminin böyle bir durum için öngörülen prosedürü (alarmın açılması, alt sistemin kullanımdan kaldırılması, yedeğin açılması vb.) yerine getirilmesi gerekir.

5.4.9. Ana kanalın merkezi kontrol modunda, kontrol ve kontrol edilen alt sistemler arasındaki diyalog, şu anda pasif olarak mesaj alma işlevini yerine getiren lider alt sistem tarafından sürekli olarak izlenmelidir.

(Yeni baskı, Değişiklik No. 1).

5.4.10. Okuma işlemi, aktif kontrol alt sistemi tarafından KF3 işlev koduna sahip format 1 mesajının gönderilmesiyle başlamalıdır.

5.4.11. Bu mesajın gönderildiği alt sistem, eğer doğru bir şekilde alınırsa, KF19 fonksiyon kodlu format 2'de bir yanıt mesajı vermelidir.

5.4.12. Çağrılan alt sistem belirlenen bekleme süresi içinde veri yayınlayamıyorsa, okuma fonksiyonuyla mesajı aldıktan sonra alt sistemin meşgul olduğuna dair işareti kaydetmeli ve yayınlanmak üzere bir veri dizisi oluşturmaya başlamalıdır.

5.4.13. Bu yönetilen alt sistem, kendisini adresleyen (verilerin hazırlandığı) aktif kontrol alt sisteminin adresini hatırlamalı ve diğer kontrol alt sistemlerine meşgul işareti yanıt mesajlarını ayarlamalıdır.

5.4.14. Hazırlanan verileri okumak için aktif kontrol alt sisteminin, KF3 fonksiyon kodlu format 1'deki bir mesajla kontrol edilen alt sistemle tekrar iletişime geçmesi gerekir. Veriler bu zamana kadar hazırlanırsa, kontrollü alt sistemin KF19 işlev koduyla birlikte format 2'de bir yanıt mesajı yayınlaması gerekir.

Alt sistem meşgul işareti yalnızca format 2 yanıt mesajının iletilmesinden sonra silinmelidir.

5.4.15. Yanıt mesajı aktif kontrol alt sistemi tarafından hatasız olarak alınırsa okuma işlemi sona erer.

5.4.16. Bir hata tespit edilirse veya yanıt alınmazsa, aktif kontrol alt sistemi çağrıyı tekrarlar ve ardından paragraflarda verilenlere benzer önlemler alır. 5.4.7, 5.4.8.

5.4.17. Yazma-okuma paragraflara göre süreçlerin birleşimidir. 5.4.4 - 5.4.15.

5.4.18. Aktif kontrol alt sistemi, ana kanala KF4 fonksiyon koduna sahip bir format 2 mesajı gönderir.

5.4.19. Adreslenen alt sistemin kendisine gönderilen mesajı kabul etmesi ve bir yanıt oluşturması gerekir.

5.4.20. Bu süreçteki yanıt mesajının format 2 olması (okunan verileri içermesi) ve KF20 fonksiyon koduna sahip olması gerekir.

5.4.21. İletilen mesajların güvenilirliğinin izlenmesi ve aktif kontrol alt sistemi tarafından gerçekleştirilen eylemler, yazma ve okuma süreçleri için verilenlere benzer olmalıdır.

6. FİZİKSEL UYGULAMA

6.1. Fiziksel olarak arayüz, bir omurga kanalı oluşturan iletişim hatları ve iletişim hatlarına doğrudan bağlantı sağlayan iletişim kontrolörleri şeklinde uygulanır.

6.2. İletişim kontrolörleri, alt sistemin parçası olan fonksiyonel birimler veya yapısal olarak ayrı cihazlar şeklinde uygulanmalıdır.

6.3. İletişim denetleyicilerinin alt sistemin işlevsel kısmıyla eşleştirilmesi ve etkileşimi ile ilgili kurallar bu standart tarafından düzenlenmemiştir.

6.4. Ana hat iletişim hatları için karakteristik empedansı 75 Ohm olan bir koaksiyel kablo kullanılmalıdır.

6.5. Koaksiyel kablonun her iki ucu da (75 ± 3,75) Ohm dirençli eşleşen dirençlerle yüklenmelidir. Eşleşen dirençlerin gücü en az 0,25 W olmalıdır.

Sonlandırma dirençleri iletişim hatlarının uçlarına RF konnektörleri kullanılarak bağlanmalıdır.

Bağlantı alt sistemlerindeki iletişim hatlarının cihaz muhafazalarına topraklanmasına veya bağlanmasına izin verilmez.

6.6. Ana kanal iletişim hattındaki zayıflama, 500 kbit/s hız için 18 dB'den fazla olmamalıdır.

6.7. Ana kanal iletişim hattından her dalın neden olduğu toplam zayıflama, bağlantı noktasının kalitesine göre belirlenen zayıflama, daldaki zayıflama ve eşleşen devrelerin giriş-çıkış parametrelerine bağlı zayıflama dahil olmak üzere 0,1 dB'i aşmamalıdır.

6.8. Ana kanal iletişim hattından gelen dallar, karakteristik empedansı 75 Ohm olan bir koaksiyel kablo ile yapılmalıdır. Her dalın uzunluğu 3 metreden fazla değildir Tüm dalların toplam uzunluğu ana kanalın toplam uzunluğuna dahildir. İletişim hattına bağlantı RF konnektörleri kullanılarak yapılmalıdır. Alt sistemlerden herhangi birinin devre dışı bırakılması iletişim hattında kesintiye yol açmamalıdır.

6.9. İletişim denetleyicileri aşağıdakileri sağlayan alıcı-verici amplifikatörleri içermelidir:

alım hassasiyeti, daha da kötüsü yok.................................................. ...................... 240mV

çıkış sinyali seviyesi ................................................... ...................................... 4 ila 5 V

çıkış empedansı................................................ ...................................................... (37,50 ± 1,88) Ohm

6.10. Ana kanala iletilmek üzere elektrik sinyallerinin oluşturulması, saat frekansının iletilen mesajın sinyalleriyle modüle edilmesiyle gerçekleştirilir. İletilen mesajın her bir biti, saat frekansının tam periyoduna karşılık gelir ve iletilen sinyalin ön ve düşen kenarları, saat frekansının sıfır noktasından geçiş ile çakışmalıdır (Şekil 6). Ana kanaldan alınan sembollerin anlamlı durumlara uygunluğu şu şekilde kurulur:

“0” sembolü önceki sembole göre zıt faza karşılık gelir,